汽車EHB系統(tǒng)的硬件設計

EHB系統(tǒng)試驗臺架主要由EHB液壓執(zhí)行機構(gòu)和EHB電子控制系統(tǒng)兩部分組成。兩個系統(tǒng)彼此緊密相連，共同作用。EHB電子控制單元通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將（輪速，橫擺角速度，側(cè)向加速度，壓力，方向盤轉(zhuǎn)角等）車輛狀態(tài)信號采集到主控芯片，主控芯片通過分析和處理輸出控制信號，經(jīng)過功率放大，控制信號驅(qū)動EHB系統(tǒng)的液壓控制機構(gòu)（高速開關(guān)閥和電機泵），從而達到對整個液壓系統(tǒng)進行控制的目的。由于時間原因和現(xiàn)有條件限制，本文主要完成執(zhí)行機構(gòu)主要元器件的設計和選取，并且對電子控制單元的主控芯片及外圍電路進行了初步的設計。下面就對這兩個系統(tǒng)具體元件的設計和選擇詳細論述。
　　3.2 EHB執(zhí)行機構(gòu)元件設計和選擇
　　EHB執(zhí)行機構(gòu)主包括：液壓供給單元，液壓控制單元和制動踏板單元和輔助單元構(gòu)成。制動踏板單元通過采集電子踏板和踏板行程傳感器的信號，獲知駕駛員制動意圖。液壓供給單元主要作用是通過對電機泵的控制，將高壓油液輸入給蓄能器，蓄能器為整個執(zhí)行機構(gòu)提供能源。液壓控制單元控制主要元件是高速開關(guān)閥，通過電控單元通過輸出可調(diào)制的PWM信號，實現(xiàn)對輸出流量的精確控制。輔助單元包括制動管路，儲油杯，傳感器等。
　　在執(zhí)行機構(gòu)元件選取過程中，流量和壓力是兩個主要的參數(shù)。根據(jù)這兩個參數(shù)分析計算出所要求的元件尺寸大小和具體型號。而系統(tǒng)的工作壓力和流量分別取決于液壓執(zhí)行元件尺寸大小和液壓執(zhí)行元件所需流量。
　　在確定系統(tǒng)工作壓力的時候，不僅要盡量滿足系統(tǒng)負載的要求，而且應考慮所選執(zhí)行元件的裝配空間，性能要求及元件成本等條件的限制。液壓系統(tǒng)功率一定，若工作壓力低一些，雖然增加了液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了工作噪聲，但同時元件的重量、尺寸就相應增大；若工作壓力過高，雖然會加強液壓元件結(jié)構(gòu)緊湊性，輕巧性，但對液壓執(zhí)行機構(gòu)的制造精度和密封性能等要求就要有所提高。當執(zhí)行元件高速運動時，易產(chǎn)生振動和噪聲。同時會對系統(tǒng)元件的使用壽命產(chǎn)生一定影響。加工起來困難，提高了設備制造成本。
　　在EHB設計過程中，液壓供給單元是整個液壓系統(tǒng)的功能裝置。他決定了整個系統(tǒng)的響應速度和制動輪缸能達到的最高壓力。根據(jù)對執(zhí)行機構(gòu)的分析和研究，在制動器上建立液壓（或制動力矩）的速度要達到15MPa/s左右。即蓄能器，電機泵，高速開關(guān)閥及制動器的大小所決定建立液壓的速率。其車輛模型參數(shù)見表3.1
　　
　　3.2.1液壓供給單元
　　液力供給單元主要包括高壓蓄能器，電機，液壓泵等。蓄能器作為壓力源，為整個制動執(zhí)行單元提供制動所需的壓力，由于高壓制動液從蓄能器流出，流經(jīng)閥類元件，到達制動輪缸過程中會有管路的沿程損失，管路的局部壓力損失和閥類元件的局部損失，因此蓄能器應該能提供足夠高的壓力，以滿足快速連續(xù)有效的制動要求。蓄能器的壓力由壓力傳感器將信號傳遞給電子控制單元ECU來進行監(jiān)測，通過實時開啟電機泵，來補充高壓蓄能器在制動過程中所消耗的制動液，使其壓力維持在一定的范圍內(nèi)。當蓄能器中的制動液壓力低于電子控制單元標定的蓄能器的最低壓力時，電動液壓泵開始啟動工作，直到蓄能器中的制動液壓力達到電子控制單元標定的蓄能器的最高壓力，制動液壓力高于蓄能器許用壓力時，溢流閥打開，直到蓄能器中的制動液壓力低于安全壓力，在高壓蓄能器輸入端與電動液壓泵輸出端之間相連的單向閥對蓄能器中的高壓制動液起截止回流作用。下面對液壓供給單元元件的具體計算和選用進行介紹。